2018届高考物理一轮总复习 实验6 验证机械能守恒定律课后提能演练

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1、实验6验证机械能守恒定律1.利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,正确的是(  )A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度vB.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度vC.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度hD.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度

2、,测算出瞬时速度v【答案】D2.如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________.(填入正确选项前的字母)A.米尺 B.秒表C.0~12V的直流电源 D.0~12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_________________________________________;______________________________________________________(写出两个原因).【答案】(1)AD (

3、2)见解析【解析】(1)需要米尺来测量纸带上的点之间的距离,电磁打点计时器需用交流电源,故选项A、D正确.(2)①纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力;②测量两点之间距离时的读数有误差;③计算势能变化时,选取的两点距离过近;④交流电源频率不稳定.(选取两个原因即可)3.(2017届九江模拟)图甲是验证机械能守恒定律的实验.小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定.将轻绳拉至水平后由静止释放.在最低点附近放置一组光电门,测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt,再用游标卡尺测出小圆柱的直径d,如图乙所示,重力加速度为g.则:甲           乙(1)小圆柱的直径d=__

4、______cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l,若等式gl=________成立,说明小圆柱下摆过程机械能守恒.(3)若在悬点O安装一个拉力传感器,测出绳子上的拉力F,则要验证小圆柱在最低点的向心力公式,还需要测量的物理量是________________(用文字和字母表示),若等式F=________成立,则可验证小圆柱在最低点的向心力公式.【答案】(1)1.02 (2)2(3)小圆柱的质量m mg+m【解析】(1)小圆柱的直径d=10mm+2×0.1mm=10.2mm=1.02cm.(2)根据机械能守恒定律得mgl=mv2,所以只需验证gl=v2=2,就说明小圆柱下

5、摆过程中机械能守恒.(3)若测量出小圆柱的质量m,则在最低点由牛顿第二定律得F-mg=m,若等式F=mg+m成立,则可验证小圆柱在最低点的向心力公式.4.登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由落体的小球所拍的频闪照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则:(1)月球表面重力加速度为________m/s2.(保留2位有效数字)(2)月球表面没有空气,因此做能量守恒实验具有更好的条件.假设月球表面重力加速度为上述计算值,小球的质量为m,则小球从O点由静止开始下落到E处增加的动能的表达式为________(距离用OA,AB,BC等字母表示,频闪

6、时间间隔为T).从O点开始下落到E点的过程中减少的势能表达式为________(月球表面重力加速度用g月表示),由照片上的数据可以计算并判断出小球下落过程中机械能________(填“守恒”或“不守恒”).【答案】(1)1.6 (2)ΔEk=m ΔEp=mg月·OE 守恒【解析】(1)根据逐差法可得,小球的加速度为a=代入数据解得:a=1.6m/s2.(2)根据匀变速直线运动规律,可知E点速度为vE=,则小球从O点由静止开始下落到E处增加的动能的表达式为ΔEk=mv=m.减少的势能等于重力所做的功,因此有ΔEp=mg月·OE,代入数据计算可知ΔEk=ΔEp,由此可知动能增加

7、量和重力势能减少量相等,因此机械能守恒.5.(2017届徐州模拟)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光条两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光条的宽度,将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.实验时滑块在A处由静止开始运动.甲       乙       丙

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